Die Eselsbrücke zum Uranus

Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unsere… Viele Generationen haben mit diesem Satz die Planeten unseres Sonnensystems gelernt. Und auch wenn sich die Endung in den letzten Jahren verändert hat, ist diese Eselsbrücke eine gute Unterstützung. Ganz nebenbei prägen sich mit diesem Satz die Namen der Planeten ein und in welcher Reihenfolge die Himmelskörper von der Sonne entfernt sind. Das unsere liefert das u für den Planeten Uranus, der an siebter Stelle steht.

Der Planet Uranus

Der Uranus ist ein Gasplanet, seine Hauptbestandteile sind Wasserstoff, Helium und Methan. Das in der Gasmischung enthaltene Methan gibt dem Planeten eine bläuliche Färbung. Die äußere Hülle wirkt wie ein frostiger Wolkenmantel. In der äußeren Atmosphäre herrschen auf dem Uranus kühle -200 °C. Im Inneren wird ein Kern aus Eisen vermutet, das ist bisher aber lediglich eine Theorie. Der Planet ist der drittgrößte im Sonnensystem und ist von der Erde aus mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Die Bahn, in der der Planet seine Kreise um die Sonne zieht, liegt ca. 2,8 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Der Riesenplanet bewegt sich langsam und ein Uranusjahr dauert daher ganze 84 Erdenjahre. Der Uranus benötigt fast ein Menschenleben, um einmal die Sonne umkreist zu haben. Ein Tag dagegen ist relativ kurz. In 17 Stunden hat sich der große Gaskörper einmal um die eigene Achse gedreht. Die große Geschwindigkeit führt zu einer Abflachung an den Polen. Der Uranus ist, wie viele Planeten, kein perfekter Ball. Der Effekt tritt auch auf der Erde auf, ist jedoch durch die feste Substanz nur minimal im Vergleich zum Uranus.

Die Entdeckung des siebten Planeten

Bis zum Jahre 1781 wurde der Uranus von Astronomen als Stern wahrgenommen und als solcher taucht er in historischen Sternenkarten auf. Wilhelm Herschel ordnete den Lichtpunkt schließlich als Planeten ein. Mit einem Teleskop beobachtete der Musiker und Hobbyastronom vom englischen Bath aus den hellen Punkt am Himmel. Herschel war erst der Meinung, einen Kometen entdeckt zu haben, kam aber über die Dauer von Monaten zum Schluss, dass der Lichtfleck ein Planet ist. Für die damalige Zeit war die Entdeckung eine große Sensation.

In den Bündnissen der wissenschaftlichen Gesellschaften galt die Himmelserforschung als abgeschlossen. Die in der Antike entdeckten Himmelskörper sind alle mit dem bloßen Auge erkennbar. Mit der Einstufung des Saturn als Planeten galt es als sicher, den letzten Planeten des Systems entdeckt zu haben. Herschel war von der Wissenschaft gefesselt und entdeckte sechs Jahre später auch die größten Monde des Uranus –  Oberon und Titania.

Der Uranus ist der erste Planet, der mithilfe eines Teleskops entdeckt wurde. In der Literatur wird gelegentlich von „neuen Planeten“ gesprochen. Der Uranus wird aufgrund seiner Entdeckungszeit nach der Antike und den verwendeten technischen Hilfsmitteln als erster „neuer Planet“ bezeichnet.

Die Namensfindung für den Planeten

Wilhelm gab seiner Entdeckung den Namen „Georgium Sidus“ was so viel bedeutet wie Georges Stern. Die Namensgebung ging zu Ehren des englischen Königs George III., da dieser ein großer Förderer der Wissenschaft war. König George III. stellte die finanziellen Mittel für den Bau und den Unterhalt des von Herschel verwendeten Telekops. Das Teleskop war bis dahin das größte und leistungsstärkste, das je gebaut wurde.
In Frankreich wurde eine Namensgebung zugunsten des Entdeckers bevorzugt und so wurde der Uranus hier „Herschel“ genannt.

Ein deutscher Astronom war es schließlich, der den Namen für den neu entdecken Planeten vorschlug. Johann Elert Bode schlug schließlich den Namen „Uranus“ für den Himmelskörper vor. In Anlehnung an den griechischen Gott des Himmels Uranos sollte der Planet diesen Namen bekommen. Der Astronom war sehr aktiv bei der Erforschung der Umlaufbahn des Planeten. Die Bezeichnung wurde zuerst in Deutschland und Österreich übernommen. Der Name Uranus setzte sich erst 1850 durch. Ausschlaggebend war die Entdeckung und Benenung des Neptun 1846.

Die Monde des Uranus

Der Uranus wird nach heutigem Kenntnisstand von 27 Monden umkreist. Die größten sind Titania und Oberon. Entgegen der bis dahin üblichen Gepflogenheit Himmelskörper nach Figuren der griechischen Mythologie zu benennen, wurden die Monde des Uranus nach Figuren aus Romanen von William Shakespeare benannt. Den Hauptfiguren des Sommernachtstraums folgten Umbriel, Ariel, Miranda und Puck.
Mit der fortschreitenden Entwicklung der Technik und besseren Teleskopen bis hin zum Hubble Teleskop wurden immer kleinere Monde entdeckt. Leistete Herschel schon Beeindruckendes, so gab die Raumsonde Voyager 2 weitere Aufschlüsse über die Monde. Mit Hilfe der Sonde wurden elf weitere Monde entdeckt.

Die größten Monde haben einen Durchmesser von über 1000 Kilometern, die kleinsten erreichen nicht einmal 100 Kilometer. Oberon ist am weitesten vom Planeten Uranus entfernt, es folgt Titania bis zum kleinen Mond Puck, der den geringsten Abstand zum Uranus hat.

Die Trabanten bestehen überwiegend aus Eis und Gestein. Zum Teil sind die Oberflächen von tiefen Gräben und Brüchen überzogen. Auf dem Mond Ariel, der nach einer Figur aus einem Werk von Alexander Pope benannt ist, sind die Unebenheiten unregelmäßig verteilt und deuten auf keine neuzeitliche Aktivität hin.

Ungewöhnlich sind ihre Umlaufbahnen. Die Monde bewegen sich zum Teil auf stark elliptische Bahnen und umkreisen den Planeten Uranus entgegen der üblichen Laufrichtung des Sonnensystems. Sie drehen sich also sozusagen rückwärts. Es gibt Vermutungen, das die Monde ursprünglich Bestandteil des Kuiper-Gürtels waren und bei der Bildung unseres Sonnensytems vom Uranus „eingefangen“ wurden.

Erforschung des Uranus

Durch die große Entfernung zur Erde gab es bisher nur eine Weltraummission, die zum Uranus führte. Die Voyager 2 startete 1977 und erreichte nach neun Jahren den Uranus und machte erste Aufnahmen vom Planeten aus nächster Nähe.

Zum ersten Mal sahen Astronomen den Uranus in Echtfarbe. In einem hellen Blau oder Grün, deren Farbe an ein Amselei erinnert, und eine eisige Kühle ausstrahlt, zeigte sich der große Planet.

Die NASA erhielt Aufschluss über den Aufbau des Planeten. Um den Kern bildet der Uranus Ringe. Erste Ringe waren zu dem Zeitpunkt schon bestätigt, doch nun erkannten die Astronomen auch kleine und durchsichtigere Ringe. Die Raumsonde sendete Aufnahmen von bis dahin unentdeckten Monden des Uranus und lieferte noch weitere ungewöhnliche Erkenntnisse. Die Achsenneigung zur Umlaufbahn liegt bei 98°. Im Vergleich dazu liegt die Achsenneigung der Erde bei 66°. Der Uranus rollt praktisch auf dem Äquator liegend auf seiner Umlaufbahn entlang und erinnert an einen umgekippten Kreisel.

Jahreszeiten auf dem Uranus

Alle 42 Jahre, immer zur Jahreshälfte auf dem Uranus, zeigt ein Rotationspol auf die Sonne. In dieser Konstellation ist es am Pol wärmer als am Äquator. Das bedeutet auch, dass auf einer Hälfte des Planeten 42 Jahre Sommer ist und die sonnenabgewandte Seite für 42 Jahre mit einer Winterzeit belegt ist. Diese Situation fand die Raumsonde Voyager 2 vor und lieferte Aufnahmen vom perfekt blauen Uranus, dessen Pol sich im direkten Sonnenlicht befand. Das Teleskop Hubble übermittelte Aufnahmen von starken Stürmen an der Oberfläche des Planeten. Die wolkige Dunstschicht der Hülle ist in ständiger Bewegung.

Das Ringsystem des Uranus

Schon der Entdecker des Planeten, Wilhelm Herschel, sprach von Ringen, die sich um den Uranus anordnen. Ob zu der damaligen Zeit und dem Stand der Technik am Ende des 18. Jahrhunderts tatsächlich die Ringe erkennbar waren, zweifeln Experten an. Es waren wohl eher Helligkeitsabstufungen, die Herschel zu der Aussage bewogen.

Tatsächlich wurden die ersten Ringe viel später erkannt. Fast 200 Jahre nachdem Herschel den Uranus als Planeten entdeckt hat, nämlich im Jahr 1977, wurden die ersten Ringe von einem Team aus Wissenschaftlern bestätigt. James L. Elliot, Edward W. Dunham und Douglas J. Mink entdeckten die Ringe zufällig, als sie mit dem Kuiper Airborne Observatory eine Untersuchung des Uranus mit einem anderen Schwerpunkt unternahmen. Wie schon vom Saturn bekannt, zeigte sich auch der Uranus von Ringen umgeben. Die Ringe erwiesen sich als deutlich schmaler und nicht so kompakt wie bei unserem direkten Nachbarplaneten. Auszumachen ist der ringförmige Aufbau nur mit leistungsstarken Teleskopen oder aus kurzer Distanz.

Tiefere Erkenntnisse lieferten die Aufnahmen der Voyager 2 und des Hubble Teleskops. Bis heute sind 13 Ringe identifiziert worden. Wissenschaftler vermuten, dass die Ringe sich aus Monden gebildet haben, die den Uranus einmal umkreist haben. Die Ringe bestehen aus verhältnismäßig großen Gesteinspartikeln und haben zum Teil nur einen minimalen Staubanteil.

Das Innere des Planeten Uranus

Im Inneren des Planeten Uranus ist der Druck auf das Gasgemisch groß. Unter großem Druck verfestigt sich das Gasgemisch. Bei einer Betrachtung von außen nach innen stößt der Beobachter bei ungefähr einem Drittel des Radius auf einen Eismantel. Dieses Wassereis hat Beimengungen von Methan und Ammoniak. Der Mantel aus Eis ist deformierbar. Das bedeutet, dass die feste Substanz unter Druck die Form verändert. Diese Eigenschaft lässt einen physikalischen Effekt entstehen: Magnetismus. Das gleiche Phänomen gibt es übrigens auch auf der Erde.

Der Panzer aus Eis in der Hochdruckvariante bringt dem Uranus den Namen „Eisriese“ ein, eine Bezeichnung, die er sich mit dem Planeten Neptun teilt. Vermutlich befindet sich, wie in allen großen Planeten, ein Kern, der aus einer Mischung von Silikatmineralien und metallischem Eisen besteht. Der Kern des Uranus könnte der Masse der Erde entsprechen. Aber diese Erkenntnisse beruhen auf theoretischen Berechnungen und sind nicht belegt.

Den Uranus am Firmament entdecken

Der Uranus ist ungefähr drei Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Und auch wenn sein Volumen die Erde 64 Mal aufnehmen kann, ist der Planet mit bloßem Auge kaum von der Erde aus am Himmelszelt auszumachen.

Um die kleine blassgrüne Scheibe zu sehen, sind optimale Bedingungen notwendig. Es sollten keine Lichtquellen vorhanden sein. Weder Straßenlaternen noch Mondlicht sollten den Himmel erhellen. Sogar mit einem leistungsstarken Teleskop ist der Uranus nur schwer zu erkennen, da der Uranus sehr viel schwächer leuchtet als andere Sterne und Planeten. Um einen Planeten zu sehen, ist es wichtig zu wissen, wo am Himmel Planeten zu finden sind. Geübten Augen fällt es leichter sich auf einzelne Lichtpunkte am Nachthimmel zu konzentrieren, und selbst schwache Sterne und Planeten zu erkennen. Anfänger sind mit dem Besuch eines Planetariums gut beraten.

Das Sternbild des Uranus

Astronomen kommt der Uranus entgegen. Durch seine sehr langsame Umlaufzeit befindet er sich über viele Jahre im gleichen Sternbild. Im Jahr 2019 wechselt der Uranus aus dem Sternbild der Fische in das Sternbild des Widders. Im Sternbild der Fische war der Planet sechs Jahre zu sehen. Die Sternbilder Fische und Widder sind am Erdhimmel im Herbst gut zu beobachten. Der Herbst ist also eine gute Jahreszeit um die grünliche Scheibe des Uranus zu sehen. Ob der Planet tatsächlich am Himmel erscheint, hängt zusätzlich von der Position zur Sonne und zur Erde ab.

Befinden sich Erde und Uranus auf der gleichen Seite der Sonne, ist der Uranus am Erdenhimmel zu sehen. Eine Besonderheit ist die sogenannte Uranusopposition. Überholt die Erde den Uranus und bilden beide Planeten mit der Sonne eine Linie, so ist der Uranus die ganze Nacht am Himmel der Erde zu sehen. Mit dem Sonneuntergang erscheint der Uranus am östlichen Horizont und zieht über Nacht zum westlichen Horizont, wo er rechtzeitig zum Sonnenaufgang vom Himmelsbild verschwindet. Im Gegensatz dazu steht der Gasplanet in der Uranuskonjunktion hinter der Sonne und ist nicht am Nachthimmel der Erde zu sehen.

Die Entdeckung des Uranus und seinen Folgen

Bis zur intensiven Forschung von Wilhelm Herschel waren Astronomen und wissenschaftliche Gesellschaften der Ansicht, dass die Erforschung des Himmels abgeschlossen war. Die Erkenntnisse der Antike über Sterne und Planeten wurden als vollständig angesehen.
Die Erfindung und Anwendung von Teleskopen führte mit der Entdeckung im Jahr 1781 zu einem neuen Entdeckerdrang unter den Wissenschaftlern. Systematisch wurde der Himmel abgesucht. Eine Himmelspolizey wurde gegründet und der Himmel in kleine Abschnitte unterteilt, die von Mitgliedern der Gesellschaft beobachtet wurden. In schneller Abfolge wurden zwar keine neuen Planeten, aber zahlreiche Asteroiden entdeckt.